Физические нагрузки (ФН) не только играют важную роль в достижении приемлемого уровня гликемии (компенсации) у детей и подростков, больных сахарным диабетом 1-го типа (СД1), но и способствуют улучшению качества жизни, контролю за снижением массы тела и снижению сердечно-сосудистого риска [1]. У здоровых детей ФН широко исследованы с использованием самых современных технологий [1, 2]. В свою очередь у больных СД влияние ФН изучено в основном на взрослой популяции [3].

На уровень гликемии при СД1 влияют три основных фактора: инсулинотерапия, употребление углеводов и ФН. Другие факторы (стресс, болезнь) в обычных условиях оказывают меньше влияния. Если влияние инсулинотерапии и принятых углеводов на уровень гликемии можно оценить без особого труда в повседневной жизни, то оценка ФН представляет собой нетривиальную задачу.

Влияние ФН на гликемию у больных СД1 зависит от ряда факторов: продолжительности и интенсивности нагрузки, метаболического контроля, типа и дозы используемого инсулина, степени нарушений автономной регуляции и др. Даже начальные нарушения автономной регуляции приводят к ухудшению функционального состоянии сердечно-сосудистой системы, снижению толерантности к ФН и снижению чувствительности к гипогликемии [4, 5]. Ухудшение состояния сердечно-сосудистой системы и проявления автономной нейропатии у больных СД1 выражаются в изменении параметров вариабельности ритма сердца, удлинении интервала QT и других признаках нарушения автономной регуляции [6]. У больных СД1 удлинение интервала QT встречается чаще по сравнению с общей популяцией [7, 8]. Удлинение интервала QT связано с риском развития желудочковых тахиаритмий и внезапной сердечной смерти. У больных СД1 к удлинению интервала QT могут приводить разные причины, в том числе гипо- и гипергликемия [9, 10].

Для оценки объема ФН у больных СД1 могут быть использованы не только традиционные методы (велоэргометр, тредмил), но и появившаяся в последнее время система холтеровского мониторирования ЭКГ с оценкой параметров QT и встроенным датчиком двигательной активности (ДА) (акселерометром). Такая система позволяет оценить влияние ФН на состояние сердечно-сосудистой системы и уровень гликемии в естественных физиологических условиях и при индуцированных нагрузках любой интенсивности. Значимость этих данных возрастает при их сопоставлении с параллельным использованием мониторирования гликемии.

Цель данного исследования — выявить связь уровня ДА с уровнем гликемии и длительностью интервала QT у детей и подростков, больных СД1.

Обследованы 20 детей и подростков (15 мальчиков и 5 девочек в возрасте 6,4—17,8 года, средний возраст 12,4±3,48 года) с СД1. Длительность заболевания составила от 0,8 до 10 лет (в среднем 4,1±3,04 года). Уровень гликированного гемоглобина (HbA1c) находился в пределах 6,8—11,9% (в среднем 9,0±1,46%). Всем пациентам было проведено параллельное мониторирование ЭКГ, ДА и глюкозы в течение 24 ч.

Мониторирование ЭКГ с автоматическим измерением интервалов QT, QTc и RR. Запись ЭКГ производилась на системах холтеровского мониторирования Холтер-ДМС (ООО «ДМС Передовые Технологии») в трех модифицированных грудных отведениях: MV5, MAVF, MV3, с частотой дискретизации 250 Гц. Программа анализа холтеровских записей включала автоматический анализ интервалов QT, QTc, RR.

Мониторирование двигательной активности. Система суточного мониторирования ЭКГ включала встроенный трехмерный акселерометр (рис. 1).

На основании анализа кривых, полученных с датчика движения, формируется параметр, названный уровнем ДА. Для оценки двигательной активности на длительных участках выбирается участок с продолжительностью, кратной 1 с (стандартные варианты — 30 с, 1, 2, 5, 10, 30, 60 мин). Этот участок сканируется бегущим окном продолжительностью в 1 с и с шагом 1 с. Для каждой секунды с номером i из полученного набора секунд вычисляется величина ДА(ti), после чего активность на всем участке определяется как максимальная, суммарная или средняя ДА по всем секундам. В работе использовалась суммарная ДА.

Мониторирование ДА проводилось у детей с СД1 в условиях стационара без использования специальной ФН. Уровень ДА оценивался в условных единицах двигательной активности.

Мониторирование глюкозы. Для определения уровня глюкозы в крови использовались системы длительного мониторирования глюкозы: система CGMS, беспроводная система мониторирования гликемии Paradigm REAL-Time и беспроводная система мониторирования гликемии Guardian (все системы производства фирмы «Medtronic MiniMed», США). Каждая из систем измеряет уровень глюкозы в крови каждые 10 с и усредняет эти данные за 5 мин. Усредненные 5-минутные значения в дальнейшем используются для статистической обработки. Границы измерения уровня глюкозы данными приборами составляют от 2,2 до 22,2 ммоль/л. Холтеровское мониторирование и мониторирование глюкозы проводилось параллельно; время работы приборов было синхронизировано. С целью сопоставления показаний монитора глюкозы и холтеровского монитора для статистической обработки использовались значения QTc, RR, RTc и показатели ДА, усредненные за 5 мин.

Измеряемые параметры холтеровского мониторирования ЭКГ. Анализ интервала QT построен по следующему принципу. Из анализа удаляются участки записи с ЧСС более 120 уд/мин. Затем вся запись ЭКГ разбивается на идущие один за другим кванты. Квантом называется последовательность из 8 идущих подряд комплексов QRST. Из этих 8 комплексов исключаются наджелудочковые и желудочковые экстрасистолы, а из оставшихся комплексов формируется усредненный комплекс. Параметры этого усредненного комплекса используются для определения интервала QT.

Для каждого кванта (программой автоматически) определялись средние значения интервала RR и интервала QT (QRST). Для коррекции интервала QT на ЧСС использовалась формула Базета: QTc (корригированный интервал QT)=QT/√RR [11]. Общепризнано, что корригированный на ритм интервал QT свыше 440 мс считается удлиненным [12] и является признаком синдрома длинного QT.

Для статистической обработки кроме усредненных за 5 мин значений использовались значения, усредненные за 1 ч. Первому часу соответствовал период времени с 1:00:00 до 1:59:59, второму — с 2:00:00 до 2:59:59 и т.д.

Статистический анализ. Статистическая обработка полученных результатов проводилась с помощью пакета STATISTIСA (StatSoft, Tulsa, OK, USA). Различие между признаками при их нормальном распределении оценивалось с использованием t-критерия Стьюдента, в случае отличного от нормального распределения – с помощью теста Манна—Уитни или Краскела—Уоллиса (при сопоставлении 3 групп и более). Коэффициент корреляции определялся как корреляция Пирсона. Значения считали достоверными при р<0,05.

Суточная динамика показателей QTc, гликемии и двигательной активности. Представлена почасовая динамика средних показателей гликемии и ДА обследованных пациентов в период с 8:00 до 23:59 (рис. 2).

Показана суточная динамика длительности интервала QTc по сравнению с гликемией (рис. 3).

Усредненные за час показатели интервалов QTc, RR, гликемии и ДА представлены в табл. 1.

Связь гликемии, интервала QTc и двигательной активности. Коэффициенты корреляции между усредненными за сутки показателями интервалов QTc, RTc, RR, гликемии и ДА показаны в табл. 2.

Как уже упоминалось, выявлена статистически значимая связь между уровнем ДА и ЧСС: повышение ДА связано с увеличением ЧСС (урежением RR). Более высокий уровень ДА был связан с достоверным укорочением интервала RTc. Связь между усредненными за сутки показателями гликемии и длительности интервалов QTc/RTc была статистически недостоверной, что может быть связано с недостаточным количеством пациентов и нелинейной связью этих параметров.

Представлена гистограмма распределения длительности интервалов QTc и RTс в зависимости от уровня гликемии и приведено количество точек измерений гликемии и соответствующих ей интервалов QTc и RTc (рис. 5).

Данные по коэффициентам корреляции между возрастом, длительностью СД1, уровнем HbA1c и усредненными за сутки показателями длительности интервалов RR, QTc, RTc, гликемии и ДА представлены в табл. 3.

Статистически значимой зависимости между средними за сутки показателями ДА и гликемией выявлено не было (см. табл. 2), что связано с большим удельным вкладом вводимого инсулина и приемов пищи в условиях небольших ФН за сутки.

ФН воздействует на гликемию в два основных этапа. Первый этап — непосредственное действие, связанное со снижением уровня глюкозы в крови во время или сразу после нагрузки в связи с расходом глюкозы на мышечную деятельность. Второй этап — повышение потребности в инсулине для восполнения запасов мышечного гликогена. Это «отсроченное» действие, которое может развиваться через несколько часов после ФН. Учитывая данное обстоятельство, мы оценили коэффициенты корреляции усредненных за час значений ДА и гликемии при задержке (лаге) уровня глюкозы на 0, 1, 2, 3 и 4 ч относительно ДА (табл. 4).

Как показано нами ранее [13], длительность корригированного на ЧСС интервала QT претерпевает незначительные суточные изменения, что, с одной стороны, может указывать на несовершенство использования формул расчета, а с другой, — на другие хронобиологические влияния на QT ночью и днем. Длительность интервала RR подвержена естественным циркадным изменениям с большими значениями ночью, что связано с преобладанием тонуса парасимпатического отдела в ночное время, и меньшими — днем, что связано с преобладанием симпатического тонуса, ДА и другими факторами. О значительном влиянии ФН на ЧСС свидетельствует установленная обратная зависимость между ЧСС и уровнем ДА.

Колебания усредненных за час значений гликемии в дневное время в основном определяются режимом питания и, возможно, ДА. В нашем исследовании не было выявлено непосредственного влияния ДА на уровень гликемии. Это, вероятно, связано с малой подвижностью пациентов, находящихся на стационарном лечении, и отсутствием дополнительных, дозированных нагрузок (например, велоэргометр, тредмил и др.). Однако при смещении показателей относительно друг друга была установлена зависимость между ДА и уровнем гликемии через 3—4 ч. ДА приводит к повышению чувствительности к инсулину [14] и к повышенной активации неинсулинчувствительных транспортеров глюкозы (GLUT-4) [15]. Таким образом, физиологическая ДА у больных СД1 может влиять на гликемию со сдвигом на 3—4 ч.

Нами показано, что гликемия ниже 4,0 ммоль/л приводит к достоверному удлинению интервала QT. Полученные данные соответствуют результатам других работ, где описывается удлинение интервала QT во время эпизодов экспериментальной и клинической гипогликемии [9, 10]. Вопрос о детальном механизме этого процесса остается до сих пор открытым. Это может быть связано со снижением уровня калия во время экспериментальных эпизодов гипогликемии и повышением уровня адреналина в результате контринсулярного ответа на гипогликемию [16]. Снижение уровня калия связывают с прямым действием высоких доз инсулина, при экспериментальной гипогликемии, на Na+/K+-АТФазу кардиомиоцитов [17]. Адреналин в свою очередь оказывает либо прямое действие на кардиомиоциты, либо опосредованное, путем воздействия на β-адренорецепторы с задержкой инактивации входящих кальциевых потоков, что также приводит к удлинению потенциала действия [18]. В настоящей работе показано увеличение интервала QT при гликемии более 16 ммоль/л. Среди предполагаемых механизмов влияния высокого уровня глюкозы в крови на длительность желудочковой реполяризации можно выделить увеличение симпатического тонуса, увеличение цитоплазматического кальция или совместное воздействие двух этих факторов [19].

В настоящем исследовании установлена связь между продолжительностью СД1 и средней длительностью интервала QTc за сутки. Зависимости между длительностью QTc и уровнем HbA1c выявлено не было. Данные о зависимости между удлинением QT, длительностью болезни и уровнем HbA1c у больных СД1 достаточно противоречивы. Результаты одних исследований [14] свидетельствуют об отсутствии влияния уровня метаболического контроля (HbA1c) и длительности болезни на интервал QT, по данным других [15], — зависимость имеет место. В данном исследовании зависимость между интервалом QTc и продолжительностью заболевания определялась только при коррекции на другие факторы, которые могут влиять на длительность QTc: возраст, уровень HbA1c. Отсутствие достоверной связи с уровнем HbA1c, вероятно, определялось небольшой выборкой в настоящем исследовании.

1. Непосредственно во время обычной (физиологической) ДА изменений текущего уровня гликемии не происходит; достоверное снижение уровня глюкозы в крови после обычной ДА развивается отсроченно, через 3—4 ч.

2. ДА связана с достоверным укорочением интервала RTc непосредственно во время нагрузки; к удлинению интервалов QTc и RTc могут приводить как гипогликемия (менее 4 ммоль/л), так и гипергликемия (более 16 ммоль/л).

3. Среднесуточная длительность интервала QTc связана с длительностью заболевания и не связана с уровнем метаболической компенсации (HbA1c).